JP5058178B2 - 耐浮上性水上フロート - Google Patents

Description

本発明は、湖沼、プール、ダム、川、海などの野外水面に浮かべて、アオコ等の藻類の発生による水質の劣化防止のための遮光部材として、あるいはイルミネーション等の景観設備、広告媒体、あるいは太陽電池などの設置のための架台として、用いられる水上フロート単位あるいはその連結体（本明細書においては、これらを包括的に「水上フロート」と称する）に関する。

浄水場の沈殿池に遮光性の水上フロートを浮かべることにより、アオコ等の藻類の発生を防止する方法が知られている（下記特許文献１）。また浄水場に限らず、湖沼等の水面に遮光性の水上フロートを浮かべることによりアオコ等の藻類の増殖を防止するために、所望の遮光率を得るべく、浮力性遮光部材の集合体を用いる方法も提案されている（下記特許文献２）、これら従来技術で提案されている水上フロートは、比較的小面積であり、大面積化のために特別の工夫も払われてはいない。

これに対し、比較的大面積であることが効率的に好ましい太陽電池を搭載するための水上フロートも提案されている（下記特許文献３、４等）。例えば、比較的小面積のフロート単位を、金属製の連結部材（下記特許文献３）あるいは樹脂製の鍔状の連結部材と紐やロープ等の係止部材との組合せ（下記特許文献４）により連結することにより、大面積のフロート（連結体）が構成されている。これに対し、本発明者らは、より簡単な構造で大面積に形成し得る水上フロートとして、平面的に離間して配置された複数の樹脂発泡体を、熱可塑性樹脂からなる一対の表皮シート間に固定・挟持してなる水上フロート、を既に開発している（特許文献５）。

これら特許文献３〜５に開示されるものを含めて、このような大面積水上フロートを、遮光による水質劣化の防止のため、あるいは大面積設備あるいは装置の架台として、野外水面上に長期に亘って永続的に浮上設置することには、台風時の風波等の自然外力により水上フロートが不規則に浮上し、その上の設備の損傷または作動不良を起す等の不都合、あるいはその上の設備等とともに転覆する等の災害、を起し兼ねないという問題点がある。しかし、従来の野外水面設置用の（大面積）水上フロートには、このような自然環境条件の変化に抗して、野外水面上に安定的に保持されるための工夫は殆んどなされていないのが実情である。
特開平３−２６３０６号公報 特開２０００−２６３０３４号公報 特開２００３−２０９２７４号公報 特開２００４−６３４９７号公報 ＷＯ２００７／０７４６９８Ａ公報。

発明の開示
従って、本発明の主要な目的は、台風時の風波等の自然外力に抗して、野外水面上に安定的に浮上設置される（大面積）水上フロートを提供することにある。

大容量太陽光発電装置などの架台として適した大面積水上フロートの海上設置実験等を長期に亘って行ってきた本発明者らは、強風（雨）時の水上フロートの転覆につながり兼ねない不規則な浮上事故の主要原因が、水上フロートと設置水面間への風の吹込によるものであることを知見した。そして、この水上フロートと設置水面間への風の吹込を水上フロート外周に設けた水没する垂下シート状体で防止すれば、強風（雨）時でも水上フロートの設置水面上における安定保持性が著しく改善されることを見出した。すなわち、本発明の耐浮上性水上フロートは、野外水面上に一定面積をもって浮上設置される水上フロート本体の外周部に沿って水没する垂下シート状体を設けてなることを特徴とするものである。

本発明の耐浮上性水上フロートの外周縁部構造の一例を示す部分断面図。 本発明の耐浮上性水上フロートの外周縁部の他の一例を示す部分断面図（図５のII−II線矢視方向断面図）。 本発明の耐浮上性水上フロートの外周縁部の他の一例を示す部分断面図（図５のII−II線矢視方向断面図）。 水上フロート本体（水上フロート連結体）の一例の部分切欠き平面図。 図４のIV部の部分拡大図。 図５のＶ−Ｖ線矢視方向断面図。 図５のVI−VI線矢視方向断面図。 図５に対応するフロート連結部の他の構造を示す部分断面図。 本発明の耐浮上性水上フロートの外周縁部の他の一例を示す部分断面図。

以下、本発明をその好ましい態様について、より具体的に説明する。

（耐浮上性水上フロート）
図１は、本発明の耐浮上性水上フロートの一実施例の（図示右側部分の）部分正断面である。図１を参照して、本発明の耐浮上性水上フロートは、水上フロート本体１００の外周部に沿って水面Ｈ下に没する垂下シート状体１０１を設けてなるものであり、この実施例においては、熱可塑性樹脂からなるシート状体１０１の安定垂下状態を保持するために、熱可塑性樹脂シート１０１の下端を捲回し、溶着して形成した管状体１０１ａに、例えばスチール製の棒状（またはパイプ状）の重り１０２を挿通してなる。

一般に垂下シート状体１０１は、必要な場合に下端に設けた重り１０２も含めて、安定な垂下状態を保持できる任意の材質により形成することができ、例えば全体としてスチール製のシートを用いることもできるが、経済性あるいは施工の容易性も考慮して、図１に示すように熱可塑性樹脂シート１０１の下端に重りを付けて、その安定垂下状態を保つことが好ましい。

水上フロート側面からの水上フロートと水面間への風の吹込による水上フロートの浮上防止の観点からは、水上フロート本体外周の長さの８０％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは実質的に全周に沿って、垂下シート状体１０１を設けることが好ましい。また、定常状態において、垂下シート状体１０１の下端は、水面Ｈより下、０．１〜５．０ｍ、より好ましくは、０．３〜３．０ｍの深さまで水没させることが好ましい。水没深さの下限は、水面の波立ちに抗して、安定的に風の吹込を防止するためであり、上限は経済性ならびに過大であると水上フロート下側の遮光部分と非遮光部分の間に密度流が発生しないために、アオコ等の藻類発生防止のためには、部分遮光による効果が希薄化する等の理由による。

図２は、図１に示した耐浮上性水上フロートの変形例を示すものであり、この例においては、水上フロート本体１００の外周に、水浮上性のパイプ又は／及び棒状体８からなる付加外周部を配置し、その後、これに掛け回す形で図１と同様の下端に重り１０２を配置した垂下シート状体１０１が配置されている。この態様によれば、水上フロート本体１００の外周に配置した水浮上体８により、水上フロート本体１００あるいはその上に設置した装置の補修が容易になる。

図３は、図１に示した耐浮上性水上フロートの別の変形例を示すものであり、この例においては前記したような垂下シート状体１０１を設けた水上フロート本体１００の外周部から更に外側に、水浮上性のパイプ又は／および棒状体８からなる付加外周部を、垂下シート状体１０１あるいは後述する水上フロート１００の表皮を構成するものと同様な熱可塑性樹脂シート３ｆを捲き回し溶着して形成した管状体に、挿通する形態で配置してある。熱可塑性樹脂シート３ｆの他端は水上フロート本体１００の表皮を延長することにより、あるいは該表皮に溶着することにより水上フロート本体と結合される。この例によれば、図２の例と同様に水上フロート本体１００あるいはその上に設置した装置の補修が容易になる。また垂下シート状体１０１の設置作業も容易になるほか、パイプ又は／および棒状体８の挿通を容易にする目的で熱可塑性樹脂シート３ｆの管状体に切れ目を入れた場合にも、別体である垂下シート状体１０１には切れ目を入れる必要がないので、垂下シート状体１０１による浮上防止効果を損なうことがない。付加外周部８の設置場所は、特に制限されるものではないが、垂下シート状体１０１の浮上防止効果を損なわないように水上フロート本体外周部から距離Ｌ＝１ｍ以下、特に０．１〜１ｍの範囲とすることが好ましい。

なお、付加外周部８は、図２および３に示したようなパイプ又は／および棒状体以外にも、後述する水上フロート本体１００と同様に樹脂発泡体を熱可塑性樹脂からなる一対の表皮シート間に固定挟持したものをより小形化したものでもよい。

（水上フロート本体）
図１〜図３に示した水上フロート本体１００は、好ましくは１０ｍ^２以上である一定の面積をもって野外水面上に浮上設置可能なものであれば、任意の態様のものが用いられる。例えば前記特許文献１〜５に開示されるものが用いられるほか、木材（板）の接合による筏状のものも用いられる。なかでも、樹脂発泡体（特に特許文献５に開示されるような平面的に離間して配置された複数の樹脂発泡体）を、熱可塑性樹脂からなる一対の表皮シート間に固定・挟持してなる水上フロート（あるいはその連結体）が好ましく用いられる。この型の水上フロートは、簡単な構造で大面積に構成し易く、軽量であるという利点があるが、軽量且つ大面積であるが故に、風波による浮上、転覆のおそれが大となるからである。従って、以下、特許文献５の記載に沿って、この好ましい型の水上フロート本体１００Ａについて、補足説明する。

図４は、本発明を適用するに好適な水上フロート本体（水上フロート連結体）の例の部分切欠き平面図であり；図５は図４のIV部の部分拡大図；図６は、図５のＶ−Ｖ線矢視方向断面図；図７は図５のVI−VI線矢視方向断面図である。

図４〜図７、および図２または図３（それぞれ図５のII−II線矢視方向断面図に相当する）を参照して、該水上フロート連結体１００Ａは、縦長の水上フロート１０の複数（この例では５）を連結部Ａで順次連結した構造を有している。また水上フロート１０の各々は、より狭幅の長尺体１１の複数（この例では３）からなり、長尺体１１の各々は、複数（この例では２８）のフロート単位１からなる。結果的にこの例では、水上フロート連結体１００Ａは、計５×３×２８＝４２０のフロート単位１を有し、総面積約６００ｍ^２を有する。

断面図６〜７により良く示されるように、個々のフロート単位１は、樹脂発泡体２を一対の表皮シート３で挟持固定した構造を有する。換言すれば、水上フロート１０の各々は、複数（この例では２８×３＝８４）の樹脂発泡体を一対の表皮シート３で挟持固定してなる。簡単な構成の大面積水上フロートを与えるためには、一般に水上フロート１０を構成する樹脂発泡体の数は、４個以上、特に１０〜２００個とすることが好ましい。

樹脂発泡体２としては、ポリスチレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂の発泡体であり、見かけ比重が０．３以下、より好ましくは０．０１〜０．１（発泡倍率として１００倍〜１０倍）で厚さが１０〜２００ｍｍ程度のものが好ましく用いられる。特に、ポリスチレンが好ましく、ビーズ発泡による発泡ポリスチレン発泡体も用いられるが、比較的大面積かつ高強度の発泡シート体が得られる押出法発泡ポリスチレンがより好ましく用いられる。

一対の表皮シート３を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアリーレンスルフィド系樹脂などが用いられるほか、耐候性に優れるポリフッ化ビニリデン系樹脂も好ましく用いられる。強度改善のためにポリエステル、ナイロン等の繊維あるいはそれからなる布で補強することが望ましい。表皮シート３は厚さが約０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度が適当である。また表皮シート３を構成する熱可塑性樹脂製シートの長尺形成性を有利に利用して少なくとも片側の表皮シートの縦（あるいは長径）／横（あるいは短径）の比は２以上、特に４〜２０程度とすることが、好ましい。もう一方の表皮シート３に関しては、作業性を考慮して、より小面積あるいは短尺のものとして、これを複数用いることにより、それぞれ水上フロート１０全体を構成する数(上記例では８４)よりは、少数の複数の樹脂発泡体２を覆って逆側の表皮シート３との間に挟持・固定する構造としてもよい。

このような構成の表皮シート３は、図１〜図３で示した本発明の垂下シート状体１０１を構成する熱可塑性樹脂シートの好ましい例でもある。

一対の表皮シート３で複数の樹脂発泡体２を挟持固定するためには、離間配置した樹脂発泡体２の間に位置する表皮シート３同士を高周波加熱溶着、溶剤による部分溶解接着、接着剤による接着等の適当な手段により接着するか、これらを縫製によって互いに結合する方法が採られる。より好ましくは、接着剤の使用により、あるいは表皮シート／表皮シート界面および／または表皮シート／樹脂発泡体界面の熱溶融により、表皮シート上下面の５０％以上、より好ましくは８０％以上が接合することが望ましい。逆に言えば、表皮シート相互間あるいは表皮シート−樹脂発泡体間の接着強度が確保される範囲で、これら界面の接着は全面積にわたって行うことを要さない。また表皮シート相互の接着あるいは縫合による連結は容易であるので、水上フロート１０を、それぞれ一対の表皮シート間に平面的に離間して配置された複数の樹脂発泡体を固定した構造を、横方向に複数隣接してそれらの隣接縁部で接合することにより、構成することもできる。（例えば、特定の製造例においては、それぞれ、一対の表皮シート(平面寸法が縦約３０ｍ×横２ｍであり、エチレン−プロピレン系ゴム成分で補強したポリプロピレンシートをポリエステル繊維で補強した厚さ約１ｍｍの多層シート（筒中シート防水（株）製「ＳＧシート」）)の間に、平面的に各約１３０ｍｍ離間して１列に２８個配置された樹脂発泡体(平面寸法が約１２００ｍｍ×約９３０ｍｍ、厚さが約３０ｍｍの押出法発泡ポリスチレン製樹脂発泡体２((株)ＪＳＰ製「ミラフォーム」))を固定した構造を有する長尺体１１の３本を、それらの側部で溶着することにより、水上フロート１０を製造した。）
図５および６に示すように、この例では、横に配列したフロート単位１の２列毎に、連設部Ｂを構成する一対の表皮シート３に水抜き孔４を設け、水上フロート１０上に溜った雨水の水抜きならびに水上フロート１０の下に溜った空気抜きを行い、水上フロート１０が、水面上に安定保持されるようにしてある。

また隣接する一対の水上フロート１０の互いに隣接する縁部３ａに位置する連結部Ａにおいては、互いに噛合状態に配置した熱可塑性樹脂製の管状体５（図５および７）が、例えばこの例においては、水上フロート１０を構成する表皮シート３の縁部３ａを構成する熱可塑性樹脂製シートを巻返して接合することにより形成されている。但し、管状体５は、別途熱可塑性樹脂により形成したものを縁部３ａに接合することで設けてもよい。そして、水上フロート１０の延長方向に配置された複数の管状体５に延長連結部材６を挿通することにより、隣接する一対の水上フロート１０が互いに連結され、連結部Ａが形成される。連結部材６は、ワイヤー、ロープ、棒、パイプ等の金属製延長部材が好ましく用いられる。

上記のようにして形成された水上フロート連結体１００の外周縁部Ｃ（図４および５）には、図２に示すようにパイプ又は／及び棒等の水浮状体８を配置し、これに捲回する形態で垂下シート状体１０１を配置することにより、あるいは図３に示すように熱可塑性樹脂シート３ｆで水上フロート本体から離間した位置に設けたパイプ又は／及び棒等の水浮状体８を配置することにより、水上フロート本体１００Ａの外周縁部の沈み込みを防止しつつ、浮上、転覆を防止する。但し、垂下シート状体１０１は、図４に示すよりは、個々の長さを長くして、水上フロート本体１００Ａの外周の８０％以上の長さに亘って設けることが好ましく、構造が許す限り、ほぼ全周に沿って設けることも好ましい。これは、図３の態様で付加外周部８を設ける場合により容易に達成し得る。

垂下シート状体１０１は、水上フロート１０を構成する表皮シート３の縁部３ｂを延長するか、あるいは別途熱可塑性樹脂により形成したものを縁部３ｂに接合することで設けてもよい。パイプあるいは棒等からなる水浮状体８は、水浮上性であれば樹脂製、金属製のいずれも可能であり、かつ断面の形状は円形、矩形等の任意の形状でよい。特に両端を封じる等により水の侵入を防止するようにしたパイプ構造が水上フロート連結体１００Ａの外周縁部Ｃに適当な浮力を与える上で好適である。

すなわち、図４〜図７を参照して説明した水上フロート連結体１００Ａおよびその外周構造は、前記図２あるいは図３に示す本発明の耐浮上性水上フロートの例に相当するものである。

また、必要に応じて、連結部Ａの隣接する一対の水上フロートの少なくとも一方に、該一対の水上フロート間に延在する自由端縁部９、または水上フロート連結体の外周縁部に延在する自由端縁部（図示せず）を設けて、水上フロート（連結体）と水面との間への風の侵入による水上フロート（連結体）の浮上りを防止することも好ましい。これら自由端縁部は、表皮シート３と同様な熱可塑性樹脂製シートの縁部として形成し得る。

上記においては、本発明の耐浮上性水上フロートをその好ましい態様について説明した。しかしながら、本発明の範囲内で、種々の変形が可能である。例えば、上記においては、各々の水上フロート１０においては、一対の表皮シート３間に、樹脂発泡体２を３列に離間配置して固定する態様としているが、樹脂発泡体２を１列または２列に配列すること、更には製造および搬送、敷設の作業性が許容される範囲で、３よりも多くの列の樹脂発泡体を配列することも可能である。

更に、隣接する水上フロート１０の連結部断面構造として、図７に示す構造の代わりに図８の構造を、また水上フロート連結体１００の最外周縁部断面構造として、図２の代わりに図９に示す構造を採用することもできる。

すなわち、図８に示す連結部ＡＡは、左右に隣接する水上フロート１０の縁部に、それぞれ樹脂発泡体２(この例では２枚を重畳してある)を一対の熱可塑性樹脂シートからなる表皮シート３で挟持・固定して形成された水上フロート１０と類似する構造の水浮上性の周縁部材１０ｐを形成し、これら一対の周縁部材１０ｐを連結用の熱可塑性樹脂シート３ｃを重ねて溶着接合することにより、隣接する水上フロートを連結した構造を有する。このような接合用の熱可塑性樹脂シート３ｃを用いる間接接続の代わりに、隣接する周縁部材１０ｐ間の隣接面に接着剤を塗布してこれら周縁部材１０ｐを直接接続することも可能である。なお樹脂発泡体２を挟持・固定する表皮シート３は、周縁部材１０ｐの一体性が保たれる範囲で、全面に設ける必要はなく、適宜小面積化することが可能である。

また図９に示す水上フロート連結体１００の最外周縁部断面構造ＣＣは、水上フロート連結体１００の外周に隣接して、図８において説明したと同様な水上フロート１０と類似する構造の周縁部材１０ｐを形成し、その外周に沿って、水中に垂下する膜状熱可塑性樹脂シートからなる垂下シート状体１０１Ａを溶着し、更にその下端を巻き返し溶着して形成した環状部１０１ａａに、重りとして作用するステンレスワイヤー１０２Ａを挿通した構造を有する。

図８および図９を通じて、水上フロート１０の外周に形成された水上フロート類似の周縁部材１０ｐ（あるいはその２の連結による連結部ＡＡ）は、人がその上に乗って移動し、補修作業するに適した浮力を有する通路ならびに足場を与える作用を有する。また図９に示すような膜状熱可塑性樹脂シートの垂下体１０１Ａを設けた浮き上がり防止構造は、連結体を構成する個々のフロート１０あるいは単独で用いられるフロート１０の外周に沿って、設けることもできる。

なお、図９に示す周縁部材１０ｐの右上部には、熱可塑性樹脂シートの巻き返し溶着により環状部３ｅｅを形成した連結部材３ｅが溶着されており、右側に対称構造の周縁部材１０ｐを有するフロートを配置したときに、これら左右の周縁部材１０ｐに互いに噛合状態で配置された環状部３ｅｅにスチールワイヤー等を挿通して、左右のフロート１０を連結した構造とすることも可能である。これは、図８の連結構造ＡＡに代えて用いることができる。このような連結部材３ｃ（図８）または３ｅ（図９）を用いる連結構造は、既に水上に設置したフロート間での現場施工が容易である利点を有する。

上述したように本発明によれば、湖沼等の野外水面に浮かべてアオコ等の藻類の発生による水質の劣化防止のための遮光部材として、あるいはイルミネーション等の景観設備、広告媒体、あるいは太陽電池などの設置のための架台として、用いられるに好適な（大面積）水上フロート（あるいはその連結体）において、風波等による不規則な浮上、転覆のおそれを軽減した耐浮上性水上フロートが与えられる。

Claims (10)

1. 野外水面上に一定面積をもって浮上設置される水上フロート本体の外周部に沿って水没し且つ下端が水底から離間する垂下シート状体を設けてなる耐浮上性水上フロート。
2. 水上フロート本体外周部の長さの８０％以上に沿って前記垂下シート状体を設け、且つその下端を水面下０．１〜５．０ｍまで水没させる請求項１に記載の水上フロート。
3. 水上フロート本体および垂下シート状体の主要部分が熱可塑性樹脂からなる請求項１または２に記載の水上フロート。
4. 垂下シート状体の下端部に熱可塑性樹脂製の管状体を設け、該管状体にパイプ状または棒状の重りを挿通してなる請求項３に記載の水上フロート。
5. 水上フロート本体が、樹脂発泡体を、熱可塑性樹脂からなる一対の表皮シート間に固定・挟持してなる請求項３または４に記載の水上フロート。
6. 水上フロート本体の外周に、より浮力の大なる付加外周部を設け、該付加外周部に沿って前記垂下シート状体を設けてなる請求項１〜５のいずれかに記載の水上フロート。
7. 前記垂下シート状体を設けた水上フロート本体外周部から更に外側に水上フロート本体に結合されたより浮力の大なる付加外周部を設けてなる請求項１〜５のいずれかに記載の水上フロート。
8. 前記付加外周部が水上フロート本体外周部から１ｍ以内の位置に設けられる請求項７に記載の水上フロート。
9. 前記付加外周部が、水浮上性のパイプ又は／及び棒状体からなる請求項６〜８のいずれかに記載の水上フロート。
10. 前記付加外周部が、樹脂発泡体を熱可塑性樹脂からなる一対の表皮シート間に固定・挟持してなる請求項６〜８のいずれかに記載の水上フロート。

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